Инжектор макрочастиц термоядерного топлива

Номер патента: 1566998

Автор: Виняр

Формула

Инжектор макрочастиц термоядерного топлива, содержащий камеру высокого давления с размещенным в его дне электродуговым нагревателем, ствол, блок синхронизации, выход которого соединен с электродуговым нагревателем, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности за счет исключения движущихся элементов, в него введены гелиевый теплообменник и система подачи газа, соединенные с камерой высокого давления, при этом выход камеры соединен со стволом, второй выход блока синхронизации с системой подачи газа, а стенки камеры высокого давления выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности, превосходящим по величине аналогичный коэффициент криогенной топливной таблетки, но меньшим, чем коэффициент теплопроводности материала дна камеры высокого давления.

Описание

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к топливным инжекторам термоядерных установок типа "токамак" или "отелларатор", и может быть использовано при создании энергетических реакторов.
Цель изобретения состоит в упрощении и повышении надежности за счет исключения движущихся элементов.
На чертеже изображена блок-схема инжектора макрочастиц термоядерного топлива.
Устройство содержит камеру 1 высокого давления с нагревателем 2, выполненным в виде электродугового разрядника, гелиевый теплообменник 3, ствол 4, систему 5 подачи газа, систему 6 синхронизации и систему 7 дифференциальной откачки.
Инжектор работает следующим образом.
Газообразный водород (дейтерий) при давлении 0,01-0,1 МПа подается из системы 5 подачи газа через ствол 4 в камеру 1 высокого давления, имеющую температуру около 8 K, где, конденсируясь, образует твердую макрочастицу.
По команде системы 6 синхронизации включается нагреватель 2, вмонтированный в дно камеры высокого давления, и происходит быстрый нагрев дна камеры 1. При температуре, превышающей тройную точку водорода, между дном камеры и макрочастицей сначала образуется жидкая пленка, которая при дальнейшем разогреве быстро испаряется. Макрочастица, находясь на "горячей" для нее поверхности, не успевает погреться и начинает "зависать" над дном камеры на паровой подушке. По мере разогрева паровой прослойки давление в паре растет, что приводит к перемещению макрочастицы от дна камеры к стволу. После выталкивания макрочастицы в ствол 4 по команде системы 6 синхронизации производится электродуговой разряд в паре, что приводит к резкому увеличению давления и температуры водорода. Нагретый газ ускоряет макрочастицу в стволе 4. После вылета из ствола газ откачивается системой 7 дифференциальной откачки. Гелиевый теплообменник 3 вновь охлаждает камеру высокого давления до 8 K и цикл повторяется.
Инжектор работает тем надежнее, чем больше разница в коэффициентах температуропроводности материалов дна и стенок камеры высокого давления и твердого термоядерного топлива, так как при этом больше разница в скоростях переноса тепла по дну камеры, по ее стенкам и по самой макрочастице, а следовательно, больше интервал времени, в течение которого будет осуществляться испарение макрочастицы у дна камеры и не будет ее испарения у стенок.
Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к топливным инжекторам термоядерных установок типа "токамак" или "отеллатор" и может быть использовано при создании энергетических реакторов. Цель изобретения состоит в упрощении и повышении надежности за счет исключения движущихся элементов. В камере 1 высокого давления, соединенной термически с гелиевым теплообменником 3, намораживается топливная таблетка при поступлении газа из системы 5 подачи газа. Импульсное пропускание тока через электродуговой нагреватель 2 приводит к нагреву дна камеры 1 и образованию газовой подушки под топливной таблеткой. Электродуговой разряд повышает давление в камере 1 и ускоряет таблетку в стволе 4. Высокая в сравнении со стенками камеры теплопроводность дна камеры 1 позволяет достичь высокого давления толкающего газа в камере 1. 1 ил.

Рисунки

Заявка

4309949/25, 28.09.1987

Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина

Виняр И. В

МПК / Метки

МПК: G21B 1/00

Метки: инжектор, макрочастиц, термоядерного, топлива

Опубликовано: 27.10.1997

Код ссылки

<a href="https://patents.su/0-1566998-inzhektor-makrochastic-termoyadernogo-topliva.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Инжектор макрочастиц термоядерного топлива</a>

Похожие патенты